第三章 塑料材料及容器

度、光泽性及耐撕裂性不低于玻璃纸，印刷装 横效果不如玻璃纸，但成本可低40％左右，且 可用作糖果、点心的扭结包装。
• PP可制成热收缩膜进行热收缩包装，也可制 成透明的其他包装容器或制品，同时还可制成
各种形式的捆扎绳、带，在食品包装上用途十 分广泛。
二 聚苯乙烯(PS)和K-树脂
• (一)聚苯乙烯(PS)
•
• (3)透水度Qw和透水系数Pw 透水度Qw单位： g／(m2·24h)，指lm2材料在24h内所透过的水分 质 量 。 透 水 系 数 Pw 单 位 ： g·cm ／ (cm2·s·l 333Pa)，指单位时间单位压差下、透过单位面 积和厚度材料的水分质量。
• (4)透光度T 指透过材料的光通量和射到材料表 面光通量的比值，单位％。
2．机械力学性能 指在外力作用下材料表现出的 抵抗外力作用而不发生变形和破坏的性能，
主要有下列几项：
• (1)硬度 指在外力作用下材料表面抵抗外力
作用而不发生永久变形的能力，常用布氏硬度 (HB)和洛氏硬度(HR)表示。
• • (2)抗张、抗压、抗弯强度 材料在拉、压、弯
力缓慢作用下不被破坏时，单位受力截面所能 承受的最大力分别称为材料的抗张、抗压、抗 弯强度(MPa)。
• (2)耐化学性 指塑料在化学介质中的耐受程度， 评定依据通常是塑料在介质中经一定时间后的 重量、体积、强度、色泽等的变化情况，目前 尚无统一的耐腐蚀标准。
• (3)耐老化性 指塑料在加工、储存、使用过 程中在受到光、热、氧、水、生物等外界因素 作用下，保持其化学结构和原有性能而不被损 坏的能力。
• (5)戳刺强度 材料被尖锐物刺破所需的无原则 的最小力(N)。
3．稳定性 指材料抵抗环境因素(温度、介质、 光等)的影响而保持其原有性能的能力，
包括耐高低温性、耐油、耐老化性等。
• (1)耐高低温性能 温度对塑料包装材料的性 能影响很大，温度升高，其强度和刚性明显降 低，其阻隔性能也会下降；温度降低，会使塑 料的塑性和韧性下降而变脆.材料的耐高温性能 用温度指标来表示，常用的测试方法有马丁耐 热、维卡耐热、热变形温度试验法三种，热分 解温度是鉴定塑料耐高温性能的指标之一，而 耐低温性用脆化温度表示(指材料在低温下受某 种形式外力作用时发生脆性破坏的温度)。用于 食品的塑料包装材料应具有良好的耐高低温性 能。
• LDPE在包装上主要制成薄膜，用于包装要求较低的 食品，尤其是有防潮要求的干燥食品。利用其透气性 好的特点，可用于生鲜果蔬的保鲜包装，也可用于冷 冻食品包装，但不宜单独用于有隔氧要求的食品包装； 经拉伸处理后可用于热收缩包装。由于其热封性、卫 生安全性好、价格便宜，常作复合材料的热封层，大 量用于各类食品的包装。
• 包括油墨颜料与塑料的相容性，印刷精度、 清晰度、印刷层耐磨性等。
•
第二节 食品包装常用的塑料树脂
一 聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP) • (一)聚乙烯(PE) • 聚乙烯树脂是由乙烯单体经加成聚合而成的
高分子化合物，为无臭、无毒，乳白色的蜡状 固体，其分子结构式为：[CH2一CH2]n。大分 子为线型结构，简单规整且无极性，柔顺性好， 易于结晶。聚乙烯塑料是由PE树脂加入少量的 润滑剂和抗氧化剂等添加剂构成。 •
因其名称较长、常以缩写代号表示。如PP表示聚 丙烯。
三 塑料材料的主要包装性能指标
• (一)主要保护性能指标 • 保护性能指的是能保护内容物，防止其质变、
被破坏，保证其内容物质量的性能。 • 1． 阻透性 包括对水分、水蒸气、气体、光线
等的阻隔。 • (1)透气度Qg和透气系数Pg 透气度Qg单位为
其耐高温性较好，也可作为复合膜的热封层用 于高温杀菌(110℃)食品的包装；HDPE也可制 成瓶、罐容器盛装食品。
• (3)线型低密度聚乙烯(LLDPE) 大分子的支链 长度和数量均介于LDPE和HDPE之间，具有比 LDPE优的强度性能，抗拉强度提高了50％， 且柔韧性比HDPE好，加工性能也较好，可不 加增塑剂吹塑成型。LLDPE主要制成薄膜，用
• (2)低压高密度聚乙烯(HDPE) 大分子呈直链线 型结构，分子结合紧密，结晶度高达85％一95 ％，密度为0.94—0.96g／cm3，故其阻隔性和强 度均比LDPE高；耐热性也高，长期使用温度 可达l00℃，但柔韧性、透明性、热成型加工性 等性能有所下降.
• HDPE也大量用于薄膜包装食品，与LDPE相 比，相同包装强度条件下可节省原材料；由于
• 最早的聚合物包装薄膜是赛璐玢(玻 璃 纸 ) ． 它 是 由 瑞 士 纺 织 化 学 家 Branden berger博士发明的；1911年他在法国设计 出生产玻璃纸的专用设备，并开始工业 化生产包装用纸．美国杜邦公司于1924 年才开始大规模生产．但原料是以优贡
木浆为基料，资源和价格问题使玻璃纸 的生产受到限制。
• 2．包装操作加工工艺性及主要性能指标
• 表示塑料包装材料在食品包装各工艺过程 的操作，特别是机械化、自动化操作过程中的 适应能力，其工艺性指标有：机械力学性能， 包括强度和刚度；热封性能，包括热封温度、 压力、时间及热封强度(在规定的冷却时间内热 封焊缝所能达到的抗破裂强度)等。
• 3． 印刷适应性
第三章 塑料材料及容器
第一节 塑料包装材料的概念
一 、概念
• 塑料是可塑性高分子材料的简称．
• 具有质地轻、耐腐蚀、机械性能好、适于 加工、易于着色等优点，易于加工成各种形状 的包装容器和形成多种特殊性能的包装材料．
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• 塑料的主要成份是树脂，再配以填料、增塑剂、 着色剂、润滑剂，抗老化剂，固化剂、抗静电 剂等组成．树脂由天然树脂(树木分泌的脂质) 和合成树脂，后者价廉易取、性能优越已成为 基本的原料．
• 随着石油工业的发展，推动并给塑料工 业带来丰富的原料．使塑料工业发展很 快，合成塑料在食品包装中大量的得到 应用．
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二、塑料的分类和命名
• 分类 1、根据树脂在受热加工成制品时的性质，可 分为热塑料和热固性塑料。 热塑料：可多次熔融，重新塑制制品。 如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等。 热固性塑料：只能塑制一次。 如酚醛树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯等。 2、根据用途可分为通用塑料、工程塑料和特 种塑料。 3、根据塑料是否加入填料可分为加填料塑料 和不加填料的塑料两类。
• 2． 抗生物侵入性 塑料包装材料无缺口及孔隙 缺陷时，一般其材料本身就可抗环境微生物的 侵入渗透，但要完全抵抗昆虫、老鼠等生物的 侵入则较困难。材料抗生物侵入的能力与其强 度有关，而塑料的强度比金属玻璃低得多，为 保证包装食品在贮存环境中免受生物侵入污染， 有必要对材料进行虫害侵害率或入侵率试验， 为食品包装的选材及确定包装质量要求和贮存 条件等技术指标提供依据。要对材料进行虫害 侵害率或入侵率试验，为食品包装的选材及确 定包装质量要求和贮存条件等技术指标提供依 据。
1．聚乙烯的主要包装特性
• a 阻水阻湿性好，但阻气和阻有机蒸气的性能差 • b 具有良好的化学稳定性，常温下与一般酸碱不起作用，
但耐油性稍差
• c 有一定的机械抗拉和抗撕裂强度，柔韧性好 • d 耐低温性很好，能适应食品的冷冻处理，但耐高温
性能差，一般不能用于高温杀菌食品的包装
• e 光泽度透明度不高，印刷性能差，用作外包装需经 电晕处理和表面化学处理改善印刷性能
• 2．包装应用 PS塑料在包装上主要制成透明食品盒、 水果盘、小餐具等，色泽艳丽，形状各异，包装效果 很好。PS薄膜和片材料经拉伸处理后，冲击强度得到 改善，可制成收缩薄膜，片材大量用于热成型包装容 器。发泡聚苯乙烯EPS可用作保温及缓冲包装材料，目 前大量使用的EPS低发泡薄片材可热成型为一次性使用 的快餐盒、盘，使用方便卫生，价格便宜，但因包装 废弃物难以处理而成为环境公害，因此将被其他可降 解材料所取代。
• 2．包装应用 聚丙烯主要制成薄膜材料包装食 品，薄膜经定向拉伸处理(BOPP、OPP)后的各 种性能包括强度、透明光泽效果、阻隔性比普 通薄膜(CPP)都有所提高，尤其是BOPP，强度 是PE的8倍，吸油率为PE的1／5，故适宜包装 含油食品，在食品包装上可替代玻璃纸包装点 心、面包等；其阻湿耐水性比玻璃纸好，透明
于包装肉类、冷冻食品和奶制品，但其阻气性
差，不能满足较长时间的保质要求。为改善这
一性能，采用与丁基橡胶共混来提高阻隔性， 这种改性的PE产品在食品包装上有较好的应用 前景。
（二）聚丙烯(PP) 聚丙烯塑料的主要成分是聚丙烯树脂，密度为
0.90—O.91g/cm3，是目前最轻的食品包装用塑料材料。
• 1．主要包装特性 阻隔性优于PE，水蒸气透过率和氧 气透过率与高密度聚乙烯相似，但阻气性仍较差；机 械力学性能较好，具有的强度、硬度、刚性都高于PE， 尤其是具有良好的抗弯强度；化学稳定性良好，在一 定温度范围内，对酸碱盐及许多溶剂等有稳定性；耐 高温性优良，可在l00一120℃范围内长期使用，无负 荷时可在150℃使用，耐低温性比PE差，—17℃时性能 变脆；光泽度高，透明性好，印刷性差，印刷前表面 需经一定处理，但表面装演印刷效果好；成型加工性 能良好但制品收缩率较大，热封性比PE差，但比其他 塑料要好；卫生安全性高于PE。
（二)卫生安全性 食品用塑料包装材料的卫生安全性非常重要，
主要包括：无毒性、耐腐蚀性、防有害物质渗透 性、防生物侵入性等。
• 1．无毒性 塑料由于其成分组成、材料制造、 成型加工以及与之相接触的食品之间的相互关 系等原因，存在着有毒单体或催化剂残留，有 毒添加剂及其分解老化产生的有毒产物等物质 的溶出和污染食品的不安全问题。目前国际上 都采用模拟溶媒溶出试验来测定塑料包装材料 中有毒有害物的溶出量，并对其进行毒性试验， 由此获得对材料无毒性的评价，确定保障人体 安全的有毒物质极限溶出量和某些塑料材料的 使用限制条件。模拟溶媒溶出试验其溶媒的选 用主要取决于包装食品的特性，溶出试验方法 及条件按国家的有关法规或标准进行。